◎關(guān)朝陽 中遠(yuǎn)海運散貨運輸有限公司

1.引言

“NSRY”輪主機漢森氣缸油注油器（Hans Jensen Swirl Injection Principle）型號：MKVI-T155-SIPⅢ；生產(chǎn)廠家：HANS JENSEN LUBRICATORS，其工作原理是，在活塞向上運動通過氣缸油注油孔之前，幾乎在排氣閥關(guān)閉的同時，開始向氣缸噴射氣缸油，利用掃氣渦流向缸套內(nèi)壁布油，直至缸套頂部，這里是工況最惡劣、最需要添加劑和潤滑油膜的地方；而傳統(tǒng)的氣缸油注油器是在活塞向上運動時，把氣缸油注入到活塞環(huán)帶，依靠活塞環(huán)進行分配，容易造成氣缸油在缸套表面分布不佳，甚至在缸套上部幾乎沒有氣缸油分布。漢森氣缸油注油器在節(jié)省氣缸油消耗及潤滑效果等方面具有顯著特點，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，發(fā)生故障的幾率較高，尤其是注油槍及注油器安全閥傳感器“relief sensor”。

2021年2月，“NSRY”輪首航由中國開往巴西期間，主機NO.3、NO.5&7缸共有7個注油槍堵塞，發(fā)出“SAFETY VALVE OPEN CONSTANT”故障報警，途中4次停車拆檢、換新注油槍。抵達(dá)巴西拋錨后，大管輪對主機7個缸共56個注油槍進行檢查，發(fā)現(xiàn)NO.5、6&7缸各有2個注油槍不噴油。進一步拆檢發(fā)現(xiàn)，注油槍（SIP III valve）針閥偶件偏磨、卡死，奇怪的是，主機運行期間，氣缸油注油器系統(tǒng)并沒有發(fā)出相應(yīng)的報警。無獨有偶，公司“YHH”輪2020年3月24日從巴西回國途中，主機NO.2缸壓縮壓力、爆壓、指示功率明顯偏低，排溫比平均值高了近30℃，掃氣溫度達(dá)58℃（比平時高了10℃左右）。停車檢查發(fā)現(xiàn)，第一道活塞環(huán)接口處斷裂，第二道活塞環(huán)彈性很小，第三道活塞環(huán)卡死，三道活塞環(huán)有明顯的磨損痕跡，缸套內(nèi)壁有不規(guī)則上下方向的豎條狀刮擦痕跡。氣缸油注油器有3個（每缸共8個）注油槍沒有橫向噴油霧化，只是往下少許滴油。經(jīng)綜合分析判斷，主機在注油槍不噴油或工況不良的情況下長時間運轉(zhuǎn)，是缸套和活塞異常磨損的直接原因。

由上述案例可以看出，注油槍及注油器安全閥報警裝置的工況對缸套、活塞的潤滑具有重要影響，筆者嘗試從注油槍、安全閥和安全閥傳感器等3個方面來分析故障原因并提出管理建議。

2.氣缸油注油槍

2.1 注油槍產(chǎn)品質(zhì)量欠佳

作為首航船舶，“NSRY”輪氣缸油注油槍針閥偶件出現(xiàn)偏磨、卡死故障時，運轉(zhuǎn)時間不足800小時，說明該設(shè)備在材質(zhì)、設(shè)計或制作工藝等方面存在缺陷，需要采取相應(yīng)的改進措施。

2.2 注油槍的拆檢和組裝

拆檢注油槍時注意保持清潔，可以使用煤油清洗各部件，用直徑0.3MM的專用鉆頭疏通油嘴上的噴孔。在拆卸注油槍針閥偶件的內(nèi)六角定位螺絲時，可以使用電吹風(fēng)加熱，防止因阻力過大而導(dǎo)致內(nèi)六角受損；組裝前，將內(nèi)六角螺絲擰到底后再回退一個螺牙左右，以方便下次拆卸。各部件用壓縮空氣吹除殘油或雜質(zhì)后，使用無酸潤滑油進行潤滑，例如SAE15-20液壓油。

2.3 注油槍功能試驗

注油槍功能試驗包括啟閥壓力、閉閥壓力及霧化試驗等，其中啟閥壓力75-80bar，閉閥壓力35-40bar，試驗時使用的介質(zhì)SAE15-20液壓油，不可使用柴油，否則會因為其潤滑性能差而導(dǎo)致針閥偶件卡死。

2.4 規(guī)范安裝注油槍

安裝注油槍時，徹底清潔缸套上注油槍座孔，同時注意噴嘴頂部與缸套運行表面之間的距離。隨著缸套磨損，這個距離會發(fā)生變化，因此，注油槍在缸套里面的深度需要調(diào)整，確保噴嘴頂部距離缸套運行表面保持一定深度，這樣不僅可以保證潤滑效果，還可以避免被運動的活塞環(huán)剮蹭，造成油嘴、活塞環(huán)和缸套損壞。用來調(diào)整油嘴頂部與缸套運行表面之間的距離的錐形墊片共有5種尺寸，即0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、5.0mm，注意每個注油槍使用的墊片數(shù)量不能超過5個。對于MC/ MC-C/ ME機型來說，X=1.5mm，即油嘴至氣缸運行表面的距離:1.5mm-2.0mm，如圖1所示。

圖1 油嘴頂部與缸套運行表面之間的距離

2.5 發(fā)生故障注油槍的查找

注油槍噴孔堵塞或針閥偶件卡死時，氣缸油注油器上部的安全閥傳感器“relief sensor”指示燈熄滅，系統(tǒng)發(fā)出安全閥開啟警報。如果船上配備有專用壓力試驗工具，可以在不拆卸注油槍的情況下，現(xiàn)場對每個注油槍進行檢查、試驗。

如果船上沒有配備專用壓力工具，可以在注油器運行時，松開某個注油槍供油管接頭，如果安全閥傳感器“relief sensor”指示燈點亮，即可判斷該注油槍堵塞，此方法適用于每缸8個注油槍中，只有1個注油槍堵塞的快速排查。如果某缸有2個或2個以上的注油槍堵塞，就需要把該缸的8個注油槍供油管接頭全部松開，此時注油器上部的安全閥傳感器“relief sensor”指示燈應(yīng)該點亮。然后依次上緊各接頭，同時注意觀察“relief sensor”指示燈,如果熄滅，則表明該注油槍堵塞，需要拆檢或換新，以此類推，直至把該缸8個注油槍全部測試完畢。

如果檢查發(fā)現(xiàn)該缸的8個注油槍均工況正常，說明發(fā)生了誤報警，需要對安全閥或安全閥傳感器"relief sensor"進行拆檢和調(diào)試。

2.6 磨合期濾器的管理

處于磨合期的柴油機，每個注油槍上裝有1個40μm的濾器，其目的是防止氣缸油里面的雜質(zhì)進入注油槍，降低針閥偶件卡死的風(fēng)險。說明書要求該濾器必須在運轉(zhuǎn)500小時內(nèi)連同密封令和墊片一起拆除，否則，氣缸油里面的蠟或者添加劑有可能堵塞該濾網(wǎng)，引起供油中斷?，F(xiàn)實工作中，如果拆檢該濾器時發(fā)現(xiàn)有雜質(zhì)，建議清洗或換新濾器后繼續(xù)使用，待確認(rèn)氣缸油系統(tǒng)內(nèi)沒有雜質(zhì)后再拆除濾器，因為相對于氣缸油里面的蠟或者添加劑帶來的風(fēng)險，氣缸油系統(tǒng)內(nèi)的雜質(zhì)對注油槍的影響更直接、更明顯一些。

3.注油器安全閥及安全閥傳感器

3.1 安全閥及安全閥傳感器結(jié)構(gòu)、工作原理

如圖2 所示，位于注油器上部的每個注油孔處均有一個安全閥，由彈簧座（2）和滾珠（3）組成。安裝在缸套上的一個或多個注油槍堵塞時，供油管路的壓力上升，當(dāng)超過安全閥的開啟壓力后（注：該型號注油器安全閥開啟壓力設(shè)定值175+15bar，而有些型號注油器安全閥的設(shè)定值是145+25bar），滾珠（3）向上移動，氣缸油沿通道（4）進入腔室（1），然后沿通道（10）向上進入安全閥腔室（9）內(nèi)磁鐵（8）的下部。當(dāng)磁鐵下部的壓力克服上部的阻力后，彈簧（6）被壓縮，磁鐵向上移動，氣缸油經(jīng)回油孔（7）進入回油管路。磁鐵的位置由近距離傳感器“relief sensor”（5）監(jiān)控，磁鐵的位移使傳感器上的二極管斷開，觸發(fā)報警。

圖2 安全閥及安全閥傳感器結(jié)構(gòu)圖

腔室（1）和通道（10）當(dāng)中的空氣需要放掉，否則，磁鐵（8）將伴隨回油管中壓力波動而移動，嚴(yán)重時會引發(fā)故障。例如，2020年1月XXXX輪主機NO.3缸汽缸油注油器“SAFETY VALVE OPEN”頻繁報警，主機因氣缸油流量偏差大“LARGE DEVIATION”自動降速。船舶懷疑監(jiān)測流量的流量計故障，換新流量計后故障依舊。松開注油器本體上的8根油管接頭，逐個確認(rèn)注油槍與報警之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)主機左側(cè)第三只注油槍接頭連接后注油器報警，換新注油槍后，故障仍未能排除。為了進一步查找原因，拆下注油槍供油管接頭，發(fā)現(xiàn)主機左側(cè)第三只注油槍供油管的流量明顯偏小，將注油槍直接與注油器本體連接，發(fā)現(xiàn)注油槍不噴油，如果把油槍接在注油器上的其它出油口，則噴油正常，說明注油槍沒有問題。分析判斷，該出油口的安全閥可能有問題，于是拆下注油器頂蓋整體換新，然后裝復(fù)試車，故障消除。在拆檢換下的舊件過程中，未發(fā)現(xiàn)異常。兩個月后，漢森氣缸油注油器服務(wù)工程師登輪，輪機長針對此故障與服務(wù)工程師進行溝通交流，服務(wù)工程師認(rèn)為，該支路內(nèi)部存在空氣，安全閥閥后管路由于壓力高導(dǎo)致空氣無法排出，船員更換備件時，無意中將空氣排出，從而使注油器工況恢復(fù)正常。

3.2 安全閥功能試驗

正常情況下，氣缸油注油器安全閥每6個月進行一次功能試驗：注油器運行狀態(tài)下，逐個拆開注油槍供油管接頭并封堵，此時安全閥應(yīng)該動作，“relief sensor”指示燈熄滅。如果“relief sensor”指示燈沒有熄滅，就需對安全閥或?qū)Π踩y傳感器"relief sensor"進行拆檢或調(diào)整。

3.3 安全閥傳感器“Relief sensor”功能試驗

正常情況下，安全閥傳感器“relief sensor”上的黃色LED燈保持常亮，紅色LED燈可能在運行過程中閃爍（例如在柱塞行程大時）。安全閥傳感器“relief sensor”要求每月進行功能試驗：拆下任意一個注油槍的供油管并用悶頭封堵，機旁手動注油，此時安全閥傳感器“relief sensor”上的LED指示燈應(yīng)該熄滅；松開悶頭后，安全閥傳感器“relief sensor”上的LED指示燈點亮，否則,就需要調(diào)整“relief sensor”的安裝位置或拆檢傳感器。

3.4 安全閥傳感器“relief sensor”的定位

安全閥傳感器“relief sensor”的安裝位置對靈敏度有很大影響，比如距離底部太遠(yuǎn)，油嘴堵塞時可能不會引起報警，導(dǎo)致極大的安全隱患。在拆檢或更換“relief sensor”前，很多船舶事先測量“Relief sensor”的埋入深度，實際上這種方法并不可靠，除非已經(jīng)確認(rèn)之前的安裝位置是正確的。如果按照以下的步驟安裝，既簡單又可靠：

（1）松開安全閥傳感器后向下移動，直至兩個LED燈（黃燈和紅燈）均熄滅，如圖3所示。

圖3 兩個LED燈熄滅

（2）向上移動安全閥傳感器，直至兩個LED燈全亮，如圖4所示。

圖4 兩個LED燈點亮

（3）把安全閥傳感器再往上移動一點，直至黃燈亮，紅燈滅，同時在該位置做好標(biāo)記，如圖5所示。

圖5 黃燈點亮紅燈熄滅

（4）從標(biāo)記位置向上移動0.5 mm后上緊，力矩0.6Mm。

3.5 “Safety valve open constant”時的應(yīng)對措施

注油器運轉(zhuǎn)過程中，如果安全閥傳感器"relief sensor"觸發(fā)3次以上，CLC控制板將向PC發(fā)出“Safety valve open”預(yù)警信號。值得注意的是，注油槍運行初期或工況不佳時，有時也會發(fā)出預(yù)警信號。如果“Safety valve open”預(yù)警持續(xù)時間超過10分鐘，CLC控制板將向PC發(fā)出“Safety valve open constant”報警信號，此時氣缸油注油器可能有一個或多個注油槍堵塞，氣缸油注油量減少，分布不均，應(yīng)避免主機運行在最大負(fù)荷，同時要盡快組織檢修。

4.結(jié)束語

目前新型發(fā)動機設(shè)計中，活塞行程更長、燃燒壓力更高，同時疊加劣質(zhì)燃油的使用以及其它不利因素，酸性腐蝕、氣缸油降解、磨料磨損等風(fēng)險顯著增加，加強氣缸油注油器的維修保養(yǎng)，確保潤滑效果，無疑是化解這些風(fēng)險的重要手段。